摩擦电纳米发电机（TENGs）是一种高效、清洁、分布广泛的水滴能量收集器件。然而，目前用于水滴能量收集的聚合膜存在透气性差、皮肤亲和性差、疏水性无法修复等缺点，严重阻碍了其在可穿戴领域中的应用。

近日，中国科学院北京纳米能源与纳米系统研究所的研究人员报道了开发了一种全织物摩擦电纳米发电机（FTENG），其不仅具有良好的透气性、疏水性和自修复性能，而且还具有有效的能量转换效率。

文章要点

1）疏水织物表面含有纳米SiO₂和poly(vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene)/perfluorodecyltrichlorosilane（PVDF-HFP/FDTS）混合涂层，具有超疏水特性，静态接触角为157°，甚至表现出优异的耐酸碱性能。纳米SiO₂颗粒增加了表面粗糙度，FDTS作为氟硅烷试剂主要起到了降低表面自由能和增加表面疏水性的作用。而PVDF-HFP由于其热塑性弹性体的特性，其表面具有疏水自修复能力。

2）上述三种组分的共同作用，降低了表面自由能，提高了表面疏水性和稳定性。疏水自修复特性可使器件具有更长的使用寿命、更低的维修成本以及更高的安全性，这对于防水、自清洁的可穿戴器件至关重要。

3）研究人员利用该疏水织物制作了F-TENG，仅需一个水滴即可实现22 V和7.5 nC的输出，总的能量转换效率为2.9%，在可穿戴电子产品的智能雨衣或雨伞等可穿戴式水滴能量收集方面显示出巨大的应用潜力。

参考文献

Cuiying Ye, et al, A Hydrophobic Self-Repairing Power Textile for Effective Water Droplet Energy Harvesting, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c06985

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c06985